2010年5月，在她离开《nicola》后，演艺工作转向演员发展。6月5日在日本上映的电影《告白》是她首部亮相大屏幕的作品，她在戏中饰演主角任教的37名学生之一。同年在《新·警视厅搜查一课9系season2》初次出演电视剧。

2011年，主演了一部短编篇电影《动物的狩猎方法》（动物の狩り方），饰演一名孤独的女高中生。同年还参与了《教我爱的一切》、《高中生餐厅》等电视剧的演出。

2012年，她经过1,953人的竞争之後，雀屏中选主演2013年上半年度NHK晨间小说连续剧《海女》，这也是她首次主演电视剧，饰演天野秋。3月，获起用为可尔必思的第11代广告代言人。4月16日，参与拍摄的月九剧《上锁的房间》在日本首播。7月8日，参与拍摄的电视剧《Summer Rescue～天空的诊疗所～》在日本首播。9月起，获起用为A-net“Ne-net”的代言人。11月23日，与阿部宽、石原里美主演的电影《乌鸦的拇指》在日本上映 ，并且凭在《乌鸦的拇指》饰演河合真寻（河合まひろ）一角获得第37届报知电影奖新人奖，这也是她人生中首次获得影视奖项。12月15日，参与拍摄的电影《大家早上好！》在日本上映 。

2013年，1月26日与长冢京三、须贺健太主演的电影《燃烧的向日葵》在日本上映。4月1日，与宫本信子、小泉今日子、有村架纯主演的电视剧《海女》日本首播，该剧在第78届日剧学院赏中获得最优秀作品奖。

2014年，主演电影《热血之路》，并凭借该片获得了第27届日刊体育映画赏新人奖和第38届日本电影学院奖新人奖；4月5日，富士电视台播放短篇系列剧《世界奇妙物语》的“2014年春季特别篇”，能年玲奈出演其中的一集“空想少女” 。8月16日，《热血之路》上映。同年参与《海月姫》真人版的拍摄。12月27日，《海月姬》真人版上映。

2015年3月21日，能年玲奈获得了第31届浅草芸能大赏新人奖。

2016年，5月23日确定从所属的LesPros entertainment事务所独立，与前事务所的合约在6月末结束，今后会以艺名“Non”重新开始演员事业，同时将活动范围扩展到音乐、绘画上去。8月正式宣布接下复出后首项工作，为河野史代原作的动画电影《在这世界的角落》女主角配音。

2017年，凭借在《在这世界的角落》中的表现获得第38届横滨电影节评委会特别奖。

2018年，纪念第一张专辑《Super Heroes》发行，自9月6日起在日本举行五大城市巡演。